Protein Nod1 dari Darah Sendiri Berguna untuk Ciptakan Sel Punca

RESEPTOR protein yang disebut Nod1 yang berperan sebagai sensor mikroba dapat membantu embrio memaksa sebagian sel endotel vaskular menjadi sel punca darah.

Menurut sebuah penelitian baru, pengembangan sel punca darah bergantung pada reseptor protein penginderaan mikroba yang tampaknya tidak terkait. Penemuan ini dapat membuka jalan baru dalam upaya berkelanjutan untuk memproduksi sel punca darah dari darah seseorang sendiri. Dengan demikian meniadakan kebutuhan transplantasi sumsum tulang dari pendonor.

Reseptor protein yang dimaksud, yang disebut Nod1, sudah dikenal karena perannya dalam membantu mengenali infeksi bakteri dalam tubuh dan menggalang respons imun, catat penulis penelitian tersebut. Namun menurut penelitian mereka, Nod1 juga tampaknya memiliki tujuan yang berbeda jauh di awal kehidupan, saat sistem pembuluh darah embrio masih berkembang.

Dipimpin oleh Raquel Espin Palazon, seorang ahli genetika di Iowa State University, penelitian tersebut menunjukkan bahwa sensor mikroba ini membantu embrio memaksa sebagian sel endotel vaskular mereka menjadi sel punca darah.

Itu bisa menjadi informasi yang berharga, mengingat potensinya untuk menjelaskan bagaimana embrio membuat sel punca darah dan mungkin bagaimana seseorang dapat menumbuhkannya di kemudian hari.

“Ini akan menghilangkan tugas yang menantang untuk menemukan donor transplantasi sumsum tulang yang cocok dan komplikasi yang terjadi setelah menerima transplantasi, meningkatkan kehidupan banyak pasien leukemia, limfoma, dan anemia,” kata Espin Palazon.

Sel punca darah adalah nenek moyang semua sel darah putih dan merah dalam darah, yang menghasilkan semua komponen darah a dalam suatu proses yang disebut hematopoiesis. Sel punca darah ini, yang juga dikenal sebagai sel punca hematopoietik, muncul sendiri di dalam tubuh sebelum kelahiran, berkembang dari sel endotel di dalam aorta embrio.

Namun meskipun itu sudah jelas, hanya ada sedikit detail tentang apa yang memicu proses penting ini dalam embrio. “Kita tahu sel punca darah terbentuk dari sel endotel, tetapi faktor-faktor yang mengatur sel untuk berganti identitas masih membingungkan,” kata Espin Palazon. “Kami tidak tahu bahwa reseptor ini dibutuhkan atau dibutuhkan sedini ini, bahkan sebelum sel punca darah terbentuk,” ungkapnya.

Para peneliti pertama-tama meneliti Nod1 dengan menganalisis basis data publik embrio manusia, kemudian mempelajari reseptor lebih lanjut menggunakan ikan zebra, organisme model yang umum digunakan yang memiliki sekitar 70 persen genom yang sama dengan manusia.

Sel darah embrio ikan zebra

Dengan menghambat atau meningkatkan Nod1, para peneliti menunjukkan korelasi positif dengan pembentukan sel punca darah. Untuk menjelaskan lebih lanjut tentang Nod1 dan perkembangan darah pada manusia, penulis penelitian juga bekerja sama dengan Rumah Sakit Anak Philadelphia, tempat para peneliti memproduksi sel punca pluripoten yang diinduksi manusia.

Meskipun ini dihasilkan dari sel tubuh orang dewasa, para peneliti memprogram ulang secara genetik untuk meniru sel punca pluripoten yang mampu menghasilkan banyak jenis sel yang berbeda yang ditemukan dalam embrio.

Sel punca pluripoten terinduksi dapat menghasilkan sebagian besar jenis sel darah, tetapi tidak dapat menghasilkan sel punca darah fungsional. Namun, penghambatan Nod1 menyebabkan sel punca pluripoten terinduksi ini menghasilkan lebih sedikit darah, yang mencerminkan efek yang terlihat pada sel punca darah ikan zebra.

Sebagian besar sel punca darah seseorang berada di sumsum tulang. Oleh karenanya pasien dengan kelainan darah tertentu sering kali memerlukan transplantasi sumsum tulang untuk menyediakan pasokan sel punca darah yang penting.

Namun, berbekal bukti tentang peran Nod1 dalam menciptakan sel punca darah pada embrio, para ilmuwan memiliki harapan baru untuk merancang cara menghasilkan sel punca darah baru dari sampel manusia, bahkan mungkin dari darah pasien sendiri.

Hal itu dapat membantu menghindari tidak hanya tantangan logistik dalam mengatur dan melakukan transplantasi sumsum tulang, para peneliti mencatat, tetapi juga komplikasi seperti penyakit graft-versus-host, di mana sel imun yang ditransplantasikan mengenali host sebagai benda asing dan menyerang sel penerima.

“Ini akan menjadi kemajuan besar bagi pengobatan regeneratif,” kata Espin Palazon.

Para peneliti mengatakan, masih diperlukan lebih banyak penelitian, tidak hanya untuk memahami bagaimana tepatnya tubuh menciptakan sel punca darah, tetapi juga kapan setiap langkah perlu dilakukan.

“Waktu sangat penting. Ini seperti saat Anda memasak dan Anda perlu menambahkan bahan-bahan dalam urutan tertentu,” kata Espin ­Palazon.

“Kelompok saya di Universitas Negeri Iowa akan terus berupaya untuk hidup tanpa kelainan darah,” tambahnya. “Saya yakin penelitian kami akan membuka jalan untuk akhirnya menciptakan sel punca darah bermutu terapeutik untuk menyembuhkan pasien kelainan darah,” ­terangnya. hay